Optimización del tiempo de confirmación de transacciones de Ethereum: explorando una experiencia de usuario más rápida

Un aspecto importante de la experiencia del usuario en blockchain es la velocidad de confirmación de las transacciones. En los últimos años, Ethereum ha logrado avances significativos en este sentido. Actualmente, las transacciones en L1 suelen confirmarse en 5-20 segundos, lo que es comparable a los pagos con tarjeta de crédito. Sin embargo, ciertos escenarios de aplicación requieren una menor latencia, e incluso necesitan alcanzar el nivel de milisegundos. Este artículo explorará las posibles soluciones para que Ethereum reduzca aún más el tiempo de confirmación de las transacciones.

Resumen de la tecnología existente

finalización de un solo slot

Actualmente, el mecanismo de consenso Gasper utilizado por Ethereum se basa en una estructura de ranuras y ciclos. Cada 12 segundos hay una ranura, y los validadores votan de forma alterna en la cabeza de la cadena. Después de dos ciclos (12.8 minutos), las transacciones obtienen la finalización con una fuerte garantía económica.

Este método presenta dos problemas principales: primero, su alta complejidad, lo que puede provocar errores de interacción; segundo, el tiempo de confirmación final de 12.8 minutos es demasiado largo. Para solucionar estos problemas, se propuso el esquema de finalización de un solo slot (SSF). SSF utiliza un mecanismo de consenso similar al de Tendermint, donde cada bloque puede alcanzar la finalización antes de que se genere el siguiente bloque.

El desafío de SSF radica en que se requiere que los validadores publiquen dos mensajes cada 12 segundos, lo que genera una carga considerable en la red. Aunque existen algunas soluciones de mitigación, como el Orbit SSF recientemente propuesto, los usuarios aún deben esperar entre 5 y 20 segundos para confirmar la transacción.

Preconfirmación de Rollup

En los últimos años, Ethereum ha adoptado una ruta de desarrollo centrada en rollup. L1 se enfoca en proporcionar disponibilidad de datos y funciones centrales, mientras que L2 (como rollups, validiums y plasmas) se dedica a ofrecer una mejor experiencia a los usuarios.

Un problema importante que enfrenta L2 es cómo lograr confirmaciones de transacciones más rápidas que L1. Teóricamente, L2 puede establecer su propia red de "ordenadores descentralizados", donde pequeños validadores firman bloques cada pocos cientos de milisegundos. Sin embargo, este enfoque conlleva riesgos potenciales, como el hecho de que los validadores pueden firmar bloques en conflicto.

Para resolver este problema, se ha propuesto el concepto de pre-confirmación básica. Este método utiliza la complejidad de los proponentes de Ethereum para incentivarlos a ofrecer servicios de pre-confirmación. Los usuarios pueden pagar una tarifa adicional para obtener la garantía instantánea de que la transacción será incluida en el siguiente bloque.

Perspectivas Futuras

Combinando la finalización de un solo slot y la técnica de preconfirmación, podríamos ver una nueva arquitectura de epoch-slot:

• Utilizar tecnología similar a Orbit para reducir el número de validadores por ranura
• La duración del slot puede aumentar a 16 segundos
• Usar rollup de preconfirmación o preconfirmación básica para proporcionar a los usuarios una confirmación más rápida.

Esta arquitectura es difícil de evitar porque el tiempo necesario para alcanzar un consenso aproximado es mucho menor que el tiempo requerido para lograr la máxima finalización económica. Las razones incluyen:

1. El consenso aproximado solo requiere unos pocos nodos, mientras que la finalización económica necesita la participación de la mayoría de los nodos.
2. Aumentar el número de nodos prolongará el tiempo de recolección de firmas
3. Un subconjunto de nodos especializados puede alcanzar un protocolo aproximado más rápido.

Sugerencias de estrategia L2

Actualmente hay tres estrategias viables para L2:

1. Totalmente basado en Ethereum: optimiza la tecnología y los valores de la capa base de Ethereum
2. "Servidores con andamiaje de blockchain": combinando la eficiencia de los servidores y la seguridad de blockchain
3. Solución de compromiso: establecer una cadena rápida, al mismo tiempo que se utiliza Ethereum para proporcionar seguridad adicional.

Para diferentes escenarios de aplicación, las soluciones adecuadas también son diferentes. Una cuestión clave es cuán bien puede funcionar la arquitectura nativa de epochs y slots de Ethereum. Si se puede reducir el tiempo de slot a 1 segundo, entonces el valor de la tercera estrategia disminuirá considerablemente.

Actualmente, no podemos determinar la respuesta final. La complejidad de los proponentes de bloques sigue siendo incierta. Nuevos diseños como Orbit SSF ofrecen más posibilidades para la exploración. Cuantas más opciones tengamos, mejor podremos ofrecer una experiencia a los usuarios de L1 y L2, al mismo tiempo que simplificamos el trabajo de los desarrolladores de L2.